понятие методологии классической науки о возможности в ситуации конкурирующих научных гипотез А и -А (например, волновой и корпускулярной теории света) поставить эксперимент, который окончательно доказал бы истинность одной и ложность другой. Однако, такой эксперимент по отношению к теориям (универсальным гипотезам) в принципе невозможен, Во—первых, поскольку сам несвободен от некоторых теоретических допущений, а, Во—вторых, поскольку из доказательства истинности следствий универсальной гипотезы нельзя логически заключать об истинности самой гипотезы. Наконец, В—третьих, хотя опровержение следствий одной из гипотез (например гипотезы -А) и можно рассматривать как опровержение самой гипотезы -А, однако, отсюда еще не следует истинность гипотезы А, так как она тоже может быть ложной, а в качестве истинной научное сообщество признает некоторую третью гипотезу В (в частности, гипотезу А & -А, как это и было в случае с признанием двойственной корпускулярно-волновой природы света). (См. выбор научной теории, эксперимент).
РЕШАЮЩИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
РЕШАЮЩИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
эксперимент решающий
ЭКСПЕРИМЕНТ РЕШАЮЩИЙ (лат. experimentum cruces — «опыт креста» или «перекрестка») — эксперимент, результат которого разрешает спор между двумя (или более) гипотезами, выдвинутыми для решения некоторой научной проблемы. Ф. Бэкон рассматривал Э. р. как один из вспомогательных приемов, позволяющих компенсировать неполноту индукции и коротким путем приходить к установлению истины. Структура Э. р. основана на схеме разделительно-категорического силлогизма и логическом законе контрапозиции: если из гипотезы А следует наличие факта/, из гипотезы В следует отрицание/, но наблюдается/, причем А и В взаимно исключают друг друга, то утверждается А и отрицается В. Пример Ф. Бэкона: на вопрос, чем объясняется стремление маятника опускаться из крайних положений — притяжением земной массы или силой его собственного движения, — можно ответить, если измерить амплитуду и частоту колебаний маятника на разных высотах над поверхностью Земли, то изменение этих параметров будет говорить в пользу гипотезы притяжения. Рассуждение по схеме Э. р. предполагает выполнение двух условий: 1) сравниваемые гипотезы должны быть логически несовместимыми (противоречащими одна др.), а, следовательно, иметь один и тот же эмпирический «базис» (использовать один и тот же «язык наблюдения», который предполагается «теоретически-нейтральным», т.е. значения его терминов не зависят от их теоретической интерпретации); 2) экспериментально установленный факт (или совокупность фактов) принимается за подтверждение или опровержение гипотезы. Оба условия подвержены методологической критике. Первое ставится под сомнение сторонниками тезиса о несоизмеримости научных теорий (см. Несоизмеримости тезис); конечную совокупность фактов признают подтверждением гипотезы лишь наиболее последовательные «джастификационисты», апеллирующие к вероятностным методам (см. Джастификационизм); по мнению К. Поппера, Э. р. может в лучшем случае фальсифицировать гипотезу, но и это мнение оспаривается оппонентами «критического рационализма», ссылающимися на Дюгема—Куайна тезис: в каждой проверке фактов участвуют не изолированные гипотезы, но целые системы (конъюнкции) теорий и гипотез, поэтому нельзя в точности знать, какое из предположений действительно опровергнуто. Поэтому Э. р. сам по себе ничего не решает, а лишь обозначает аргументацию в пользу того или иного выбора, совершаемого ученым или научным сообществом. Инструменталистское отношение к Э. р. (см. Инструментализм) скептично: если теории и гипотезы — инструменты для объяснения фактов, то их пригодность или непригодность зависят от конкретных ситуаций, но не от неких однозначных и неизменных правил. Понятие Э. р. теряет методологическое значение в «парадигмальной» теории науки Т. Куна. Для последовательного приверженца фундаментальной теории свидетельствующий против нее экспериментальный факт выступает как аномалия, которую он стремится представить очередной трудной, но, в принципе, разрешимой, задачей («головоломкой»). Если соперничают различные «парадигмы», выбор из них совершается по психологическим мотивам (напр., предпочтительнее теория, менее подверженная «аномалиям»), но не под давлением логических аргументов. Против такой замены «логики открытия» «психологией исследования» выступили «критические рационалисты». «Утонченный фальсификационизм» не отрицает значение Э. р., но ставит его в зависимость от развития научно-исследовательской программы. Когда это развитие находится в прогрессивной стадии, никакие эксперименты, свидетельствующие против программы, не являются «решающими», т.е. не вынуждают ученых отказаться от нее. Если же наступает регрессивная стадия, то такие эксперименты признаются решающими «задним числом» (иногда через много лет после их проведения). Так, известный с 1802 эксперимент Т. Юнга, устанавливавший факт дифракции, был признан решающим в пользу волновой теории света только тогда, когда теория О. Френеля стала значительно опережать корпускулярную (ньютоновскую) теорию в росте эмпирического содержания. Анализ подобных примеров позволил И. Лакатосу заключить: «Статус "решающего эксперимента" зависит от характера теоретической конкуренции, в которую он вовлечен. Интерпретация и оценка эксперимента зависят от того, терпит ли исследовательская программа неудачу в соперничестве или же Фортуна поворачивается к ней лицом» (Лакатос И. Фальсификация и методология научно-исследовательских программ. М., 1995. С. 145). В.Н. Пору с
РЕШАЮЩИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
концепт, широко используемый во многих науках, особенно в физике. Именно на примере последней мы продемонстрируем его проблемные аспекты. Постпозитивист К. Поппер (см.) называл эксперимент решающим, если он позволял опровергнуть (фальсифицировать) некоторую теорию [1. С. 225]. Он полагал, что никакими экспериментами та или иная теория не может быть подтверждена окончательно. Критики Поппера отрицали само наличие решающих экспериментов. По Лакатосу (см.), один или несколько экспериментов не могут поколебать научно-исследовательскую программу; они, как правило, «застревают» в защитном поясе и, следовательно, не достигают ядра теории. П. Фейерабенд (см.) склонялся к мнению, что различные теории одинаково эффективны в интерпретации фактов. Сделать однозначный выбор между конкурирующими теориями в принципе невозможно. К тому же, по Фейерабенду, нет как таковых экспериментальных фактов, они всегда теоретически «нагружены». А это означает, что они содержат в себе некий теоретический компонент изначально. Отвлечемся на время от хитроумных рассуждений профессиональных философов и обратимся непосредственно к физике. Обнаруживаются ли в ней следы решающих экспериментов? Чуть-чуть модифицируя определение Поппера, будем считать решающими такие эксперименты, которые либо фальсифицируют, либо подтверждают теорию. Механика И. Ньютона. Как известно, Ньютон интересовался многими физическими проблемами, в т.ч. оптическими, гидродинамическими, гравитационными. Главная линия его творчества была связана не с установлением списка решающих экспериментов, а с выработкой теории, которая могла бы дать объяснение всей совокупности известных экспериментальных фактов. Проблема конкуренции теорий была для него, пожалуй, неактуальной.
Специальная теория относительности Л. Эйнштейна. Бесспорно, что в период создания СТО решающее значение имел знаменитый опыт А. Майкельсона, а затем и Э. Морли по обнаружению различия скорости света в направлении движения Земли и в противоположном направлении. Эти различия не были обнаружены. Все попытки объяснить результаты эксперимента Майкельсона — Морли, утверждали Л. Инфельди А. Эйнштейн (см.), «оказались несостоятельными!» «Приговор эксперимента всегда был отрицательным» [2. С. 467].
Общая теория относительности Л. Эйнштейна. Экспериментальная проверка ОТО включает: 1) проверку принципа эквивалентности (его справедливость доказана с точностью до 10-12); 2) проверку предсказываемого ОТО искривления луча света вблизи массивных тел, например Солнца; 3) замер поворота перигелия Меркурия; 4) прием гравитационных волн (пока не осуществлен); 5) проверку ОТО посредством изучения явлений вблизи нейтронных звезд и черных дыр. В данном случае вряд ли целесообразно настаивать на существовании одного решающего эксперимента. Бесспорно однако, что совокупность экспериментальных проверок ОТО не оставляет возможности отрицать своеобразие ОТО по сравнению с ньютоновской теорией тяготения.
Квантовая механика. Экспериментальная база становления квантовой механики включала: 1) изучение спектра энергии, излучаемого нагретым телом; 2) явление фотоэффекта; 3) эффект А. Комптона (рассеяние рентгеновских лучей на атомах водорода); 4) убывание теплоемкости тел при уменьшении их температуры; 5) линейчатые спектры атомов; 6) наблюдения интерференции и дифракции частиц. Этот список можно было бы существенно преумножить. Главный вывод: обнаруженные факты с позиций классической физики нельзя было объяснить. Эксперимент действительно дал повод предпочесть классической физике квантовую. В наши дни большое значение придается экспериментам по проверке неравенств Д. Белла. Эти эксперименты пока отнюдь не свидетельствуют в пользу гипотезы реальности «скрытых» параметров частиц. Проверяется в экспериментах и явление декогеренции.
Квантовая теория поля. Исторически она явилась реакцией на необходимость описания многообразных экспериментальных данных, связанных с взаимопревращением частиц, участвующих в электромагнитных, слабых и сильных взаимодействиях. В наши дни существует множество экспериментальных проектов по проверке стандартной модели КТП. Решающее значение придается поискам хиггсов. Данное обстоятельство свидетельствует о разном относительном научном весе экспериментов. Это указывает на известную плодотворность представления о решающем эксперименте.
Теория струн. Теория струн пока характеризуется в качестве «теории, существование которой непроверяемо экспериментально в опытах по физике элементарных частиц» [3. С. 978]. Надо полагать, она не отвергается физиками постольку, поскольку входит в научно-теоретический ряд в качестве конкурента КТП. Ожидается, что рано или поздно появится возможность сделать выбор между теорией струн и квантовой теорией поля, исходя из экспериментальных фактов.
Подведем итоги.
Научный вес различных экспериментов неодинаков. С учетом этого следует признать, что представление о Р. э. не лишено позитивного смысла.
Специфика эмпирического факта не поглощается его теоретической «нагруженностью». Это ясно постольку, поскольку он в случае устаревшей теории вступает с ней в логическое противоречие.
История физики свидетельствует о неодинаковой экспериментальной значимости конкурирующих теорий.
Специальная теория относительности Л. Эйнштейна. Бесспорно, что в период создания СТО решающее значение имел знаменитый опыт А. Майкельсона, а затем и Э. Морли по обнаружению различия скорости света в направлении движения Земли и в противоположном направлении. Эти различия не были обнаружены. Все попытки объяснить результаты эксперимента Майкельсона — Морли, утверждали Л. Инфельди А. Эйнштейн (см.), «оказались несостоятельными!» «Приговор эксперимента всегда был отрицательным» [2. С. 467].
Общая теория относительности Л. Эйнштейна. Экспериментальная проверка ОТО включает: 1) проверку принципа эквивалентности (его справедливость доказана с точностью до 10-12); 2) проверку предсказываемого ОТО искривления луча света вблизи массивных тел, например Солнца; 3) замер поворота перигелия Меркурия; 4) прием гравитационных волн (пока не осуществлен); 5) проверку ОТО посредством изучения явлений вблизи нейтронных звезд и черных дыр. В данном случае вряд ли целесообразно настаивать на существовании одного решающего эксперимента. Бесспорно однако, что совокупность экспериментальных проверок ОТО не оставляет возможности отрицать своеобразие ОТО по сравнению с ньютоновской теорией тяготения.
Квантовая механика. Экспериментальная база становления квантовой механики включала: 1) изучение спектра энергии, излучаемого нагретым телом; 2) явление фотоэффекта; 3) эффект А. Комптона (рассеяние рентгеновских лучей на атомах водорода); 4) убывание теплоемкости тел при уменьшении их температуры; 5) линейчатые спектры атомов; 6) наблюдения интерференции и дифракции частиц. Этот список можно было бы существенно преумножить. Главный вывод: обнаруженные факты с позиций классической физики нельзя было объяснить. Эксперимент действительно дал повод предпочесть классической физике квантовую. В наши дни большое значение придается экспериментам по проверке неравенств Д. Белла. Эти эксперименты пока отнюдь не свидетельствуют в пользу гипотезы реальности «скрытых» параметров частиц. Проверяется в экспериментах и явление декогеренции.
Квантовая теория поля. Исторически она явилась реакцией на необходимость описания многообразных экспериментальных данных, связанных с взаимопревращением частиц, участвующих в электромагнитных, слабых и сильных взаимодействиях. В наши дни существует множество экспериментальных проектов по проверке стандартной модели КТП. Решающее значение придается поискам хиггсов. Данное обстоятельство свидетельствует о разном относительном научном весе экспериментов. Это указывает на известную плодотворность представления о решающем эксперименте.
Теория струн. Теория струн пока характеризуется в качестве «теории, существование которой непроверяемо экспериментально в опытах по физике элементарных частиц» [3. С. 978]. Надо полагать, она не отвергается физиками постольку, поскольку входит в научно-теоретический ряд в качестве конкурента КТП. Ожидается, что рано или поздно появится возможность сделать выбор между теорией струн и квантовой теорией поля, исходя из экспериментальных фактов.
Подведем итоги.
Научный вес различных экспериментов неодинаков. С учетом этого следует признать, что представление о Р. э. не лишено позитивного смысла.
Специфика эмпирического факта не поглощается его теоретической «нагруженностью». Это ясно постольку, поскольку он в случае устаревшей теории вступает с ней в логическое противоречие.
История физики свидетельствует о неодинаковой экспериментальной значимости конкурирующих теорий.
Источник: Философия науки. Краткий энциклопедический словарь. 2008 г.